I/O 장치
주변장치라고도 부름
보조저장장치, 입출력장치 등을 포함
❌ CPU 직접 액세스 불가능, 시스템 버스와 직접 연결 불가능
⭕ 별도의 제어기를 통해 액세스(읽기/쓰기)
I/O 제어기
주요 기능
I/O 장치의 제어와 타이밍 조정CPU와I/O 장치간의 통신- 오류 검출
- 데이터 버퍼링
드라이버
I/O 장치가 어떤 역할을 하는 장치인지 알려줌
⚙️ 데이터 버퍼 레지스터
데이터 버퍼링 RAM
CPU와 주변장치의 전송률 차이 완화
⚙️ 상태 레지스터
제어 신호에 대해 동작의 준비가 되었는지
⚙️ 제어 레지스터
CPU로부터 제어 신호를 받는다
예시
CPU의 쓰기 요청
제어 레지스터로쓰기 신호발송
I/O장치가상태 레지스터로준비 완료 신호발송
CPU가데이터 레지스터로데이터발송
프로그램 I/O
CPU가 반복적으로 I/O 장치의 상태를 검사하며 동작을 처리
풀링 : CPU가 일정한 시간 간격을 두고 각 자원들의 상태를 주기적으로 확인하는 방식
장점
- 간단하다
- 별도의 하드웨어가 필요하지 않음
단점
CPU 시간 낭비I/O 동작에 개입하는 동안 다른 일을 할 수 없음
인터럽트 I/O
CPU가 I/O 장치의 상태를 항상 검사하지 않음
인터럽트 벡터
인터럽트에 대한 ISR의 주소를 저장
PIC
Programmable Interrupt Controler
하드웨어 인터럽트 처리
인터럽트 플래그 (IF)
상태 레지스터 (SR) 내부에 존재
CPU가 인터럽트를 처리할 수 있는 상태
동기 인터럽트
내부 인터럽트 예외
프로세스가 실행 중인 명령어로 발생
비동기 인터럽트
외부 인터럽트
다른 장치로부터 발생
DMA I/O
DMA
직접기억장치액세스
Direct Memory Access
CPU의 개입 없이 I/O 장치와 기억장치 간의 데이터를 DMA 제어기를 이용하여 직접 입출력
김종현 저, 『컴퓨터구조론』, 생능출판, 2019.
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